Розробка алгоритмічних підходів управління системами накопичення електричної енергії в умовах України

UKR: Магістерська робота: 116 сторінки, 3 розділи, 19 рисунків, 8 таблиці, 21 використаних джерел. Об’єкт дослідження – установки зберігання енергії (УЗЕ) та алгоритми їх управління в об’єднаній енергосистемі України. Предмет дослідження – інтеграція УЗЕ в ОЕС України, визначення їх ефективності, надійності та фінансової доцільності в умовах критичного дефіциту генеруючих потужностей. Мета роботи – розробка алгоритму управління установками зберігання енергії, що поєднує економічні мотиви арбітражу цін на ринку «на добу наперед» (РДН) з оперативно-технічними та антикризовими функціями в специфічних умовах роботи української енергосистеми періоду 2025–2026 років. Методи дослідження – узагальнення та аналіз науково-технічної літератури, статистичний аналіз, математичне моделювання (лінійне програмування, стохастичне моделювання), техніко-економічне обґрунтування. Отримані результати – доведено, що в умовах гострого дефіциту генеруючих потужностей та режиму аварійних відключень УЗЕ трансформуються з комерційного інструменту в критичний системоутворюючий елемент. Розроблено та сформовано в математичних моделях комплексний алгоритм управління, що дозволяє диспетчеру оптимізувати роботу УЗЕ для максимізації прибутку від арбітражу на РДН, зрізування пікових навантажень, надання системних послуг та забезпечення живучості енергосистеми. Проведене техніко-економічне обґрунтування для системи потужністю 1 МВт/2 МВт·год з інтеграцією ВДЕ показало термін окупності 3,75 роки (26,7% річних), що підтверджує високу інвестиційну привабливість проектів УЗЕ в Україні навіть за умов воєнного стану. Наукова новизна полягає в розробці алгоритму управління УЗЕ, який інтегрує методи лінійного програмування, стохастичного моделювання генерації ВДЕ та адаптивну логіку для роботи в умовах графіків погодинних відключень, що вперше враховує специфіку вкрай нестабільного та деформованого ринку електроенергії України періоду 2025–2026 років. Практичне значення отриманих результатів полягає у наданні інструментарію для операторів та інвесторів, що дозволяє обґрунтувати та реалізувати ефективне впровадження УЗЕ в українську енергосистему. Запропоновані рішення спрямовані на стабілізацію ОЕС, мінімізацію соціально-економічних втрат від відключень, забезпечення бізнес-континуїтету та створення основи для майбутньої інтеграції значної частки відновлюваних джерел енергії.

ENG: Master's thesis: 116 pages, 3 chapters, 19 figures, 8 tables, 21 used sources. Research object – of energy storage installations (UZE) and their management algorithms in the unified energy system of Ukraine. The subject of the study is the integration of UZEs into UES of Ukraine, determining their efficiency, reliability and financial feasibility in conditions of critical shortage of generating capacities. The purpose of the work – is to develop an algorithm for managing energy storage installations that combines the economic motives of price arbitration on the «day-ahead (RDN) market with operational-technical and anti-crisis functions in the specific operating conditions of the Ukrainian energy system of the 2025»2026 period. Research methods – generalization and analysis of scientific and technical literature, statistical analysis, mathematical modeling (linear programming, stochastic modeling), feasibility study. The obtained results of – proved that in conditions of acute shortage of generating capacities and mode of emergency shutdowns, UZEs are transformed from a commercial tool into a critical system-forming element. A comprehensive management algorithm has been developed and formed in mathematical models, which allows the dispatcher to optimize the operation of the UZE to maximize the profit from arbitrage on the RDN, cutting peak loads, providing system services and ensuring the survivability of the power system. The feasibility study carried out for the 1 MW/2 MWh system with RES integration showed a payback period of 3.75 years (26.7% per annum), which confirms the high investment attractiveness of UZE projects in Ukraine even under martial law. The scientific novelty lies in the development of the UZE control algorithm, which integrates methods of linear programming, stochastic modeling of RES generation and adaptive logic for working in the conditions of hourly shutdown schedules, which for the first time takes into account the specifics of the extremely unstable and deformed electricity market of Ukraine in the period 2025–2026. The practical significance of the obtained results lies in the provision of tools for operators and investors, which allows to substantiate and implement the effective implementation of UZE in the Ukrainian energy system. The proposed solutions aim to stabilise the ECO, minimise socioeconomic losses from outages, ensure business continuity and provide the basis for the future integration of a significant share of renewable energy sources.